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Fev-10 Dulce Godinho 1

? Para gerar uma corrente eléctrica, precisamos ou não de dispor de uma pilha ou de uma

bateria?


INTRODUÇÃOAs primeiras observações de fenómenos

magnéticos são muito antigas. Acredita-se que estas observações foram realizadas pelos gregos, numa cidade denominada Magnésia. Eles verificaram que existia um certo tipo de pedra que era capaz de atrair pedaços de ferro

ELECTROMAGNETISMO


INTRODUÇÃO Sabe-se actualmente que essas pedras,

denominadas ímãs naturais, são constituídaspor um certo óxido de ferro.

O termo “magnetismo” foi, então, usado paradesignar o estudo das propriedades destes ímãs,em virtude do nome da cidade onde foramdescobertos.

Observou-se que um pedaço de ferro, colocadonas proximidades de um ímã natural, adquiriaas mesmas propriedades de um ímã(magnetização), obtendo assim ímãs não-naturais (ímãs artificiais).

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Fenómenos Magnéticos Verificou-se que os pedaços de ferro eram atraídos

com maior intensidade por certas partes do ímã, asquais foram denominadas pólos do ímã.

Um ímã possui sempre dois pólos comcomportamentos opostos. O pólo norte e o pólo sulmagnéticos

ELECTROMAGNETISMO


Fenómenos Magnéticos Verifica-se que dois ímãs em forma de barra, quando

aproximados um do outro apresentam uma força deinteracção entre eles.

ELECTROMAGNETISMO

Pólos iguais repelem-se e pólos diferentes atraem-se

S NS N

Repulsão Atração

N S S N


Fenómenos Magnéticos - Propriedade de inseparabilidade dos pólos

ELECTROMAGNETISMO

•Cortemos um ímã em duas partes iguais, que por sua vez podem ser redivididas em outras tantas.•Cada uma dessas partes constitui um novo ímã que, embora menor, tem sempre dois pólos.•Esse processo de divisão pode continuar até que se obtenham átomos, que tem a propriedade de um ímã.

N S

N S N S

N S N S N S N S

N S N S N S N S N S N S N S N S


Fenómenos Magnéticos – A Bússola A bússola foi a primeira aplicação prática dos

fenómenos magnéticos. É constituída por um pequeno ímã em forma de

losango, chamado agulha magnética, que podemovimentar-se livremente.

ELECTROMAGNETISMO


Fenómenos Magnéticos – A Bússola O pólo norte do ímã aponta aproximadamente

para o pólo norte geográfico. O pólo sul do ímã aponta aproximadamente

para o pólo sul geográfico.

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Fenómenos Magnéticos - “O Ímã Terra”

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•A Terra comporta-se como um grande ímã cujo pólo magnético norte é próximo ao pólo sul geográfico e vice-versa.

•Os pólos geográficos emagnéticos da Terra nãocoincidem.


Campo Magnético

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Define-se como campo magnético toda região doespaço em torno de um condutor percorrido porcorrente elétrica ou em torno de um ímã.

A cada ponto P do campo magnético, associaremosum vector B , denominado vector induçãomagnética ou vector campo magnético.

No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de intensidade do vector B denomina-se tesla (símbolo T).


Direcção e sentido do vector B Uma agulha magnética,

colocada em um pontodessa região, orienta-sena direção do vector B

O pólo norte da agulhaaponta no sentido dovector B .

A agulha magnéticaserve como elemento deprova da existência docampo magnético numponto.

ELECTROMAGNETISMO

NS

NS

NS

N

S

B1

B2

B3


Linhas de Campo

ELECTROMAGNETISMO

Linhas de indução obtidas experimentalmente com limalha

de ferro. Cada partícula da limalha comporta-se como uma

pequena agulha magnética.

NS

Íman em forma de barra


Linhas de Campo

ELECTROMAGNETISMO

N SP1 B

P2 B

P3 B

Campo magnético uniforme é aquele no qual, em todos

os pontos, o vector B tem a

mesma direcção, o mesmo sentido e a

mesma intensidade.


Classificação das Substâncias Magnéticas

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Substâncias Ferromagnéticas: são aquelas que apresentam facilidade de magnetização quando em presença de um campo magnético. Ex: ferro, cobalto, níquel, etc.

Substâncias Paramagnéticas: são difíceis demagnetizar quando em presença de um campo magnético. Ex:madeira, couro, óleo, etc.

Substâncias Diamagnéticas: são aquelas que semagnetizam em sentido contrário ao vector campo magnético aque são submetidas. Corpos formados por essas substâncias sãorepelidos pelo ímã que criou o campo magnético. Ex: cobre,prata, chumbo, bismuto, ouro, etc.


Magnetização Transitória e Permanente

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Ímãs permanentes são aqueles que, uma vez magnetizados, conservam suas características magnéticas.

Ímãs transitórios são aqueles que, quando submetidos a um campo magnético, passam a funcionar como ímãs; assim que cessa a acção do campo, ele volta às características anteriores.


Até o ano de 1820, os cientistas pensavam que os fenómenos eléctricos e magnéticos eram totalmente independentes, isto é, que não havia qualquer relação entre eles

Nesse ano, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted, professor da Universidade de Copenhague, realizou uma experiência que se tornou famosa por alterar completamente essas ideias

ELECTROMAGNETISMOHans Christian Oersted (1771 - 1851)


Experiência de Oersted - Observações

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1. Um fio rectilíneo (no qual não havia corrente eléctrica) foi colocado próximo a uma agulha magnética, orientada livremente na direcção norte-sul;

2. Fazendo passar uma corrente no fio, observou-se que a agulha se desviava;

3. Interrompendo-se a corrente no fio, a agulha voltava a se orientar na direcção norte-sul.


Experiência de Oersted

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•A corrente eléctrica que passou no fio actuou sobre a agulha magnética de maneira semelhante a um ímã que fosse colocado próximo à agulha.

•Por outras palavras, a corrente eléctrica criou um campo magnético no espaço em torno dela, e esse campo foi o agente responsável pelo desvio da agulha magnética.

Interpretação


Experiência de Oersted

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Conclusão

•Como já sabemos que a corrente eléctrica é constituída por cargas eléctricas em movimento, podemos tirar a seguinte conclusão:

cargas eléctricas em movimento (corrente eléctrica) criam, no espaço

em torno delas, um campo magnético.


Campo magnético criado por um condutor rectilíneo

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O campo magnético produzido pela corrente eléctrica que percorre um fio rectilíneo depende basicamente de dois factores:

•da intensidade da corrente e

•da distância ao fio

Quanto maior for o valor da corrente, maior será o campo magnético criado por ela.

Por outro lado, quanto maior for a distância ao fio, menor será o valor do campo magnético


Efeito Magnético da Corrente Eléctrica

ELECTROMAGNETISMO

Que utilização prática?

ELECTROÍMAN

O conhecimento do efeito magnético da corrente eléctrica possibilitou a construção de aparelhos

medidores que utilizassem ponteiros


ELECTROÍMAN

ELECTROMAGNETISMO

Uma bobina, ou solenóide, é constituída por um fio enrolado várias vezes, tomando uma forma cilíndrica.

Cada uma das voltas do fio da bobina é uma espira.

Ligando-se as extremidades da bobina a uma bateria, isto é, estabelecendo-se uma corrente em suas espiras, essa corrente cria um campo magnético no interior do solenóide


ELECTROÍMAN

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O valor de B, ao longo do eixo central, depende da intensidade da corrente eléctrica, do número de espiras e do comprimento do solenóide.

A intensidade de um electroíman depende também do facilidade com que o material em seu interior é magnetizado. A maior parte dos electroímanes são feitos de ferro puro, que se magnetiza facilmente.


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São utilizados nas campainhas eléctricas, telégrafos, telefones, amperímetros, voltímetros, motores, etc .

ELECTROÍMAN


Electroíman (bobina móvel), fixado a um eixo que pode girar.

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ELECTROMAGNETISMO

Ao aproximarmos da bobina um dos pólos de um ímã, o ponteiro do amperímetro sofrerá um desvio,

revelando que uma corrente percorre o circuito. Quando o ímã pára, o ponteiro retorna a zero, assim permanecendo

enquanto o ímã não voltar a mover-se.

Criou-se uma corrente nesse circuito sem usar pilhas, baterias

ou outros dispositivos semelhantes. As correntes

geradas recebem o nome de correntes induzidas.

O fenómeno é chamado Indução Electromagnética

Nikola Tesla (1856 - 1943)


Indução Electromagnética

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Que utilização prática?

GERADORES TRANSFORMADORES

DÍNAMOSALTERNADORES


Gerador

ELECTROMAGNETISMOMichael Faraday (1791 - 1867)

O gerador de corrente alternada é uma aplicação da indução electromagnética. Por meio desse dispositivo,

consegue-se

converter energia mecânica em energia eléctrica.

Um gerador de correntealternada é constituídobasicamente por uma espira(ou um conjunto de espiras)que gira numa região ondeexiste um campo magnético.


Os grandes geradores de corrente alternada, encontrados nas barragens, funcionam de maneira semelhante. A energia de uma queda de água é usada para colocar em rotação estes geradores, transformando, então, grandes quantidades de energia mecânica em energia eléctrica.

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Transformador A energia eléctrica produzida nas barragens é levada, mediante condutores de electricidade, aos lugares mais adequados para o seu aproveitamento

Para o transporte da energia até os pontos de utilização, não bastam fios e postes. Toda a rede de distribuição depende estreitamente dos transformadores, que elevam a tensão ou a baixam.

Eles resolvem não só um problema económico, reduzindo os custos da transmissão à distância de energia, como melhoram a eficiência do processo.


Os geradores que produzem energia precisamalimentar a rede de transmissão e distribuiçãocom um valor de tensão adequado, tendo emvista seu melhor rendimento. Esse valordepende das características do próprio gerador

A tensão que alimenta os aparelhosconsumidores, por razões de construção esobretudo de segurança, tem valor baixo, noslimites de algumas centenas de volts (emgeral, 110 ou 220)

PRODUÇÃO E TRANSPORTE DE ENERGIA ELÉCTRICA



Nas linhas de transmissão a perda de potência por libertação de calor é proporcional à resistência dos condutores e ao quadrado da intensidade da corrente que os percorre (P = R.i2) EFEITO JOULE

Para diminuir a resistência dos condutores seria necessário usar fios mais grossos, o que os tornaria mais pesados e o transporte absurdamente caro

SOLUÇÃO?



Uso do transformador que aumenta a tensão, nas saídas das linhas da barragem, até atingir um valor suficientemente alto para que o valor da corrente desça a níveis razoáveis (P = U.i)

A potência transportada não se altera e a perda de energia por aquecimento nos cabos de transmissão estará dentro dos limites aceitáveis



Consiste de dois enrolamentos de fio (o primário e o secundário), que geralmente envolvem os braços de um quadro metálico (o núcleo).

Uma corrente alternada aplicada ao primário produz um campo magnético proporcional à intensidade dessa corrente e ao número de espiras do enrolamento.

O QUE É UM TRANSFORMADOR



Na transmissão de altas potências, tem sidonecessário adoptar tensões cada vez maiselevadas, alcançando em alguns casos a400.000 volt.

Quando a energia eléctrica chega aos locais deconsumo, outros transformadores baixam atensão até os limites requeridos pelos usuários,de acordo com suas necessidades.



Através do metal, o fluxo magnético quase não encontra resistência e, assim, concentra-se no núcleo, em grande parte, e chega ao enrolamento secundário com um mínimo de perdas.

Ocorre, então, a indução electromagnética: no secundário surge uma corrente eléctrica, que varia de acordo com a corrente do primário e com a razão entre os números de espiras dos dois enrolamentos.

COMO FUNCIONA UM TRANSFORMADOR



TRANSFORMADORES


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bateria?


FIM

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